Die Milchstraße und die Satellitengalaxie Leo I. (ESA/Gaia/DPAC; SDSS) Eine winzige Galaxie namens Leo I, die die Milchstraße umkreist, könnte ein großes Geheimnis bergen.
Laut einer neuen Analyse verfügt die zentrale Region von Löwe I über ein absolut monströses Supermassereich schwarzes Loch , verglichen mit der Masse der Galaxie. Die Galaxie selbst hat rund 20 Millionen Sonnenmasse. Das Schwarze Loch hat rund 3,3 Millionen Sonnenmassen – rund 16 Prozent der Gesamtmasse der Galaxie.
Auch wenn die Unsicherheit groß ist, ist das Ergebnis dennoch eine große Überraschung. Diese Masse von 3,3 Millionen Sonnenmassen kommt der Masse von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Herzen der Milchstraße, ziemlich nahe. Sgr A* beträgt etwa 4 Millionen Sonnenmassen – und neuere Berechnungen gehen von einer Masse der Milchstraße aus 1,3 Billionen Sonnenmassen .
Das ist ein absolut verblüffender Unterschied in den Massenverhältnissen. Die mögliche Anwesenheit eines so großen Schwarzen Lochs in einer so kleinen Galaxie ist überraschend, da wir dachten, wir hätten eines ziemlich zuverlässige Regeln für das Verhältnis eines zentralen Schwarzen Lochs zu seiner Galaxie. Aber wenn es bestätigt wird, könnte es uns etwas Neues über die Funktionsweise von Galaxien und die Supermassivität verraten Schwarze Löcher in ihren Zentren wachsen und entwickeln sie sich weiter.
„Eine so große Masse eines Schwarzen Lochs in Löwe I ist in vielerlei Hinsicht bedeutsam“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Es ist die erste Entdeckung eines Schwarzen Lochs in einer kugelförmigen Zwerggalaxie mithilfe ortsaufgelöster Kinematik. Die Masse des Schwarzen Lochs ist mit der gesamten Sternmasse des Systems vergleichbar, und die Masse des Schwarzen Lochs ist vergleichbar.“ Zentrum der Milchstraße.'
Es gibt einen ganzen Schwarm Zwerggalaxien im Raum um die Milchstraße (und auch um andere Galaxien), einige davon dabei mit der anderen Galaxie zu kollidieren und von ihr absorbiert zu werden. Es wird angenommen, dass dies ein wichtiges Mittel dafür ist, dass Galaxien im Laufe der Zeit allmählich größer werden.
Aber nicht alle Zwerggalaxien sind gleich aufgebaut, und ihre Untersuchung kann uns helfen, die galaktische Vielfalt und die Entstehung dieser Objekte zu verstehen.
Leo I, etwa 820.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, ist ein solcher potenzieller Ausreißer. Im Gegensatz zu den meisten Satelliten der Milchstraße wurde festgestellt, dass er nicht viel davon hat Dunkle Materie – der direkt nicht nachweisbare Gravitationsklebstoff, der das Universum verbindet.
Obwohl wir dunkle Materie nicht direkt untersuchen können, können wir sie anhand ihres Einflusses auf Dinge, die wir entdecken können, messen. Sterne beispielsweise umkreisen ihre Galaxien schneller, als sie sollten, wenn nur die nachweisbare Materie sie beeinflussen würde.
Astronomen der University of Texas am McDonald-Observatorium in Austin wollten das Profil der Dunklen Materie von Leo I untersuchen, also die Art und Weise, wie sich die Dichte der Dunklen Materie vom Zentrum der Galaxie zu ihren Rändern ändert.
Sie machten neue Beobachtungen von Leo I mit dem Harlan J. Smith-Teleskop am McDonald-Observatorium und gaben diese Daten und anspruchsvollen Modelle der Galaxie dann zur Analyse in einen Supercomputer ein. Und ihre Ergebnisse zeigten, dass im galaktischen Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch lauern sollte.
„Die Models schreien, dass man ein schwarzes Loch in der Mitte braucht; „Man braucht nicht wirklich viel dunkle Materie“, sagte der Astronom Karl Gebhardt der UT Austin.
„Sie haben eine sehr kleine Galaxie, die in die Milchstraße fällt, und ihr Schwarzes Loch ist ungefähr so massereich wie das der Milchstraße.“ Das Massenverhältnis ist absolut riesig. Die Milchstraße ist dominant; Das Schwarze Loch Leo I ist fast vergleichbar.'
Die Arbeit des Teams zeigte, dass frühere Messungen der Umlaufgeschwindigkeiten von Sternen in Löwe I eine starke Tendenz zu langsameren Sternen zeigten; Deshalb ist bei früheren Berechnungen möglicherweise eine so große Masse übersehen worden. Da die neue Studie behauptet, keine solche Voreingenommenheit zu haben, konnte sie herausfinden, was andere übersehen haben.
Aber auch das Ergebnis ist nicht völlig beispiellos.
Im Jahr 2014 wurde festgestellt, dass eine Zwerggalaxie mit einer Gesamtmasse von 140 Millionen Sonnenmassen ein supermassereiches Blockloch aufweist mit 21 Millionen Sonnenmassen – rund 15 Prozent der gesamten galaktischen Masse. Dann, im Jahr 2017, Es wurden zwei weitere Zwerggalaxien mit Schwarzloch-Chonks gefunden , von 4,4 Millionen bzw. 5,8 Millionen Sonnenmassen – 13 bzw. 18 Prozent der Massen ihrer Heimatgalaxien.
Obwohl wir derzeit „keine Erklärung für diese Art von Schwarzen Löchern in kugelförmigen Zwerggalaxien“ haben, Laut der Astronomin María José Bustamante von der UT Austin , vielleicht kommt es tatsächlich recht häufig vor.
Und das könnte erklären, wie supermassereiche Schwarze Löcher so supermassereich werden. Wenn zwei Galaxien verschmelzen, sollten irgendwann auch ihre supermassereichen Schwarzen Löcher verschmelzen. Das bedeutet, dass Zwerggalaxien die Schwarzen Löcher riesiger Galaxien ernähren könnten.
„Wenn die Masse des Schwarzen Lochs von Leo I hoch ist, könnte das erklären, wie Schwarze Löcher in massereichen Galaxien wachsen.“ sagte Gebhardt .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .